2012 년도 한국철도학회 추계학술대회 논문집 KSR2012A037 하이브리드 궤도회로 개발을 위한 ISA 절차에 대한 고찰 Study on ISA procedures for the development of Hybrid Track Circuit 김진철, 김유호 *, 최경선 **, 고태균 ***, 이인현 **** Jin-Choul Kim, You-Ho Kim *, Kyoung-Sun Choi **, Tae-Kyun Ko***, In-Hyun Lee **** Abstract We have studied on the development of Hybrid Track Circuits, equipment verifications and safety evaluation since March 2012. In this paper we present the new type of track circuits which shall be used in railroad signal resulting from the development of the hybrid track circuits for ATO/ATP/ATC. In order for equipment development and practicalization, it is required to be managed based on the Life Cycle from the establishment of the concept to development on the basis of RAMS (Reliability, Availability, Maintainability and Safety) standards in terms of railways. In the study the participation company shall make the evaluation of ISA (Independent Safety Assessment) on the basis of output and system to obtain the ISA certification. In this paper we study on the ISA procedure required in the certification like quantitative RAMS goals, risk probability, etc related to the project in order for system verification and practicalization as mentioned above. Keywords : Hybrid Track Circuit, ISA, RAMS, 초 록 2012년 3월부터 하이브리드궤도회로(Hybrid track Circuit)개발 및 장치에 대한 검증과 안전성평가를 수행하는 연구가 진행되고 있다. 본 연구는 ATO/ATP/ATC용 하이브리드 궤도회로를 개발하여 철도신호에서 사용하는 궤도회로의 새로운 방식을 제시한다. 장치 개 발 및 실용화를 위해서는 철도용 신뢰성, 가용성, 유지보수성, 안전성(RAMS)에 대한 규격 등을 기본으로 개념설계부터 개발까지 수명주기를 기본으로 관리하며 연구에 참여기업이 산 출물 및 시스템을 근거로 독립안전성평가(ISA)를 수행하여 인증을 받게 된다. 본고에서는 위와 같은 시스템 검증 및 실용화를 위하여 사업과 관련된 정량적인 RAMS 목표, 발생 위험 도 등 인증에 필요한 ISA절차를 고찰하고자 한다. 주요어 : 하이브리드궤도회로, 독립안전성평가, RAMS, 1. 서 론 ATO/ATP/ATC용 하이브리드 궤도회로(hybrid Track Circuit : HTC)개발은 2012년 3월부터 2015년 3월까지 철도신호에서 사용하는 궤도회로의 새로운 방식을 제시하여, 현장 실증 실험을 통해 유효성을 입증하여 첨단기술인 무선통신열차제어 방식 등에 적용함으로써 신호기술의 해외의존도를 탈피하고 국내기술에 의한 신호기술의 국제화를 이루고자 한다. 교신저자: 에이알텍 (weblessyou@korea.com) * 에이알텍 (asa812@korea.com) ** 에이알텍 설계팀 (skysoil3@naver.com) *** 에이알텍 기술연구소 (nightsky3209@naver.com) *** 티유브이슈드코리아 (Ian.Lee@tuv-sud.kr)
2. 본 론 2.1 개요 2.1.1 RAMS 활동범위 HTC 개발 프로젝트 목표달성을 위해 RFID 리더기, 특수 Passive Tag 및 안테나 등을 개발 하여 추후 시험선에 시범 구축 및 개발된 장치의 성능을 검증하고 RAMS 활동을 진행한다. RAMS 활동은 정해진 요구사항을 바탕으로 연구수행기관의 장치 및 RAMS 활동문서에 대한 평가를 독립평가기관(ISA)에 위탁하여 요구사항 만족 시 ISA로부터 독립평가 보고서를 발행 한다. Fig. 1 HTC 프로젝트의 RAMS 범위 2.1.2 RAMS 활동 및 평가 조직 HTC 프로젝트의 RAMS 수행조직은 총괄수행 조직인 에이알텍과 광운대학교, 소노비젼 그리 고 ISA로 구성되며, 각 조직의 관계는 다음과 같이 구성한다. Fig. 2 HTC RAMS 프로젝트의 수행조직
Table 1 프로젝트 구성조직의 주요 업무 조직 주요업무 프로젝트 일정 및 목표 관리 광운대학교 세부과제 관리 및 평가 RFID Contoller ERTMS 사양 분석 에이알텍 RFID 리더 기구 설계 및 제작 ISA 평가 활동 안테나 설계 및 제작 소노비젼 특수 Passive Tag H/W, S/W RFID 리더 제작(900MHz) 시험선 현장시험 HTC 프로젝트의 RAMS 수행조직의 구성원은 하이브리드 궤도회로 시스템 프로젝트 관리자, RAMS 관리자, 장비공급업체로 구성된다. RAMS 확보 조직과 관련하여 하이브리드 궤도회로 개 발을 위한 프로젝트 RAMS 분야의 구성원들의 구성은 다음과 같다. 하이브리드 궤도회로 시스템 RAMS 프로젝트 총괄 하이브리드 궤도회로 시스템 RAMS 관리를 포함한 시스템의 설계 및 개발을 전반적으로 통제 또는 관리하는 책임 관리자를 말한다. 하이브리드 궤도회로 개발 시스템 PM 하이브리드 궤도회로 시스템 RAMS 관리자 하이브리드 궤도회로 시스템 RAMS 확보 방안에 따라 RAMS 보중자료 분석 및 관련 엔진니어와 의 협의를 진행하여 그 결과를 시스템 장비공급업체 관리자에게 통보한다. 시스템 및 부품을 대상으로 신뢰성 분석, 고장정보의 수집 및 분석 부품공급업체의 신뢰성 확 보 관리지침 및 감시 등의 업무를 수행한다. 장비공급업체 설계 및 품질 신뢰성 보증 장비공급업체는 하이브리드 궤도회로 시스템의 신뢰성 확보 관리지침에 따라 요구조건을 만족 하도록 설계 및 품질, 제조보증, 신뢰성 보증 활동을 해야 한다. 2.2 RAMS 활동계획 2.2.1 수명주기별 활동계획 HTC RAMS활동은 4.1 적용규격 중 IEC 62278의 수명주기를 기반으로 관리한다. IEC 62278의 수명주기는 시스템 개념설계부터 폐기까지 14단계로 구분하여 각 단계 요구사항을 제시하고
있으나, HTC RAMS활동은 fig 3과 같이 7단계를 준수하여 RAMS활동의 범위로 정의한다. HTC RAMS 활동 및 평가에 대한 계획은 본 문서에 제시되며, 본 문서의 내용은 RAMS 활동 및 평가수행 완료 전까지 광운대학교, (주)에이알텍 및 (주)소노비젼 RAMS 활동 담당자, ISA의 HTC 담당자 간 협의를 거쳐 변경될 수 있다. Fig. 3 HTC RAMS 수명주기별 활동계획 2.2.2 RAMS 관리계획 ISA는 HTC RAMS 활동 산출물의 평가를 수행하며, HTC 프로젝트를 통해 안전성 관리 및 평가 체계를 주관연구기관(광운대학교)이 수립할 수 있도록 지원한다. 지원의 범위에는 HTC의 기능 요구사양서의 안전성측면의 검토가 포함된다. ISA는 HTC ISA활동계획서에 평가대상문서의 평가계획을 기술하며, 모든 평가대상문서에 대 한 평가 기준 별로 표준번호 및 해당조항을 표기한다. 또한 모든 규격조항이 평가기준에 누락 이 없음을 확인할 수 있는 체크리스트도 ISA활동계획서에 제시한다. ISA는 (주)에이알텍과 HTC RAMS평가 전반에 대한 용역수행계약을 체결하며, ISA 산출물에 따라서 단계별로 진행한다.
Table 2 HTC 프로젝트의 ISA H/W 산출물 No System Lifecycle Phase System Documents(or Activities) HTC System RAMS Plan 1 Concept HTC System Quality Management Plan 2 System Definition and Application Conditions HTC System Configuration Management Plan HTC System Verification Plan HTC System Validation Plan HTC System Hazard Identification: PHA, SHA, SSHA, IHA, etc. 3 Risk Analysis Risk Analysis Report (Including hazard analysis) HTC System Requirements Specification 4 System Requirements HTC System Safety Requirements Specification HTC System Architecture Specification HTC System Test Plan HTC System Hardware Design Specification HTC System FMEA 5 Design and Implementation HTC System FMEDA, FTA HTC System Hazard Log HTC System RAM Prediction Report HTC System Verification Report on SRS, SAS, HWDS 6 Manufacture HTC System Manufacturing Instruction 7 Installation HTC System Installation Manual HTC System Environment Test Report 8 System validation HTC System Validation Report HTC System Generic Application Safety Case 9 Operation and Maintenance HTC System Operational Manual HTC System Maintenance Manual 10 Performance Monitoring HTC System Operational Manual 11 Modification and Retrofit Related procedure(in CMP or other document) 12 De-commissioning and Disposal HTC System Operational Manual
3. 결 론 하이브리드 궤로회로 개발 과제는 제품의 개념 설계부터 시스템 검증까지 7단계의 개발수 명주기를 적용하고 마일스톤의 단계별 산출물을 통해 ISA 전문기관에 의해 검증할 것이다. 따라서 하이브리드 궤도회로의 ISA활동 및 평가를 기준으로 검증된 시스템은 철도신호에서 신개념의 궤도회로를 정립할 것이며 향후 철도의 신호시스템의 발전에 한걸음 더 나아 갈 것이다. 참고문헌 [1] 국토해양기술연구개발계획서, 하이브리드 궤도회로 개발, 2012, 03 [2] 국토해양기술연구개발협약서, 하이브리드 궤도회로 개발, 2012, 03 [3] IEC 62278(EN 50126), Railway applications-specification and demonstration of reliability, availability, maintainability and safety(rams), 2002.09. [4] IEC 62279(EN 50128), Railway application-communications, signaling and processing system Software for railway control and protections system, 2002.09 [5] 신덕호, 김건엽, 오세찬, 윤용기, 도시철도용 CBTC시스템 개발을 위한 RAMS 관리계획 수립에 대한 연구, 2011년도 한국철도학회 추계학술대회